4GJT-150型籽瓜捡拾脱籽机的研制与应用

杨海涛，周芳成，张改革

（新疆钵施然智能农机股份有限公司，新疆乌苏833000）

0 引言

籽瓜是以取籽为主要用途的瓜类，包括打瓜、南瓜、葫芦瓜等，种植区主要分布在新疆、甘肃、内蒙等地。医学相关研究表明，打瓜具有清热去火、止渴利尿的作用，打瓜籽富含铁、锌、钙等众多矿物质元素和维生素，具有广阔的市场前景。近年来由于打瓜籽价格稳定，农户种植效益显著，使得新疆打瓜的种植面积较大且相对稳定，主要分布在塔城、昌吉、阿勒泰等地区，打瓜已成为当地农民增收的特色经济作物之一。

目前，打瓜种植在耕整地、播种、中耕等环节已逐步实现机械化作业，但是在收获阶段采摘、集条、运输、脱籽等作业环节需要大量的人工辅助作业，存在作业劳动强度大、成本高、作业效率低等问题，由于打瓜成熟后需及时收获，不宜在田间堆放过久，否则易造成打瓜腐烂，而打瓜收获季节正值棉花、玉米等作物收获，劳动力短缺，以上因素是当前打瓜种植过程中的瓶颈问题，急需解决[1-3]。

因此，为了提高籽瓜收获过程中的机械化程度，减少人工投入，提高作业效率，降低收获成本，促进农民增收，研制了一款集籽瓜捡拾、破碎、脱籽功能于一体的籽瓜捡拾脱籽机。

1 整机结构研制

1.1 总体结构及工作原理

籽瓜捡拾脱籽机主要由捡拾装置、取瓜输送装置、破碎分离装置、瓜籽提升输送装置、瓜籽箱、行走地轮和机架等组成，一次作业可完成籽瓜捡拾、皮瓤分离、籽瓤分离、籽粒收集等多道作业程序，整机结构如图1。

图1 整机结构

机具前端设有牵引架，可实现与拖拉机的挂接；机架右后方设置有捡拾装置，捡拾装置主要由捡拾滚筒和扎瓜齿构成；捡拾装置正前方设置有取瓜输送装置，主要采用螺旋搅龙结构；在取瓜输送装置左侧设置有破碎分离装置，由破碎轴和筛筒构成，出口处设置有螺旋搅龙式的瓜籽提升输送装置。

机具作业时由拖拉机牵引机具，拖拉机后输出轴提供动力，机具前进时，捡拾装置上的扎瓜齿将瓜捡起，然后利用取瓜输送装置将瓜输送至破碎分离装置，破碎分离装置中的破碎轴将瓜皮打破，将瓜籽与瓜瓤从瓜皮中分离出来，然后利用筛筒将瓜籽清选出来，瓜籽从破碎分离装置出口处进入瓜籽提升输送装置内，再由螺旋输送装置将瓜籽运送至瓜籽箱中，破碎分离后的瓜皮及瓜瓤被分离出来后抛落至地表，完成捡拾脱籽作业。

1.2 主要技术参数

2 关键部件的设计

2.1 捡拾装置

捡拾装置由滚筒和扎瓜齿构成，滚筒通过转轴与机架相连，扎瓜齿按照沿着轴向和滚筒圆周方向均布对齐的方式排列，其中滚筒采用6 mm厚的钢板卷制而成，直径为1 340 mm，扎瓜齿材料选用65Mn，其结构如图3。

图3 扎瓜齿

2.2 取瓜装置

取瓜装置的作用是将瓜从扎瓜齿上取下，主要由1组16根均匀排列的拨瓜齿组成，拨瓜齿具有一定的弧形，可保证籽瓜输送顺畅，既能将最大籽瓜捡起，又能保证最小籽瓜不被卡在两根拨瓜齿之间，取瓜装置结构如图4。

图4 取瓜装置

2.3 输送装置

输送装置结构采用螺旋搅龙输送形式，主要由主轴、螺旋叶片和刀片组成。籽瓜掉落至输送装置中时被转动的螺旋叶片向前推送，设置在主轴上的刀片刮削瓜皮，起到一次破碎的作用，其结构如图5。

图5 输送装置

2.4 破碎分离装置

破碎分离装置主要由主轴、喂料板、刀片、破碎轴、输送叶片和筛板等组成，如图6。工作时籽瓜进入破碎装置，通过喂料板的导向作用，将籽瓜向前推运，刀片再次使籽瓜充分破碎，并且在喂料板末端形成挤压状态，破碎后的籽瓜通过破碎轴的作用，将瓜皮、瓜籽、瓜瓤充分搅拌后，通过筛板的过滤分离将瓜籽提取出来，然后通过瓜籽提升运输装置输送至瓜籽箱中。

图6 破碎分离装置结构

3 应用情况

该机在新疆昌吉等地进行了推广应用，使用过程中故障率低，作业效果良好，满足设计要求。在作业过程中表现出以下特点：

（1）可一次性完成籽瓜捡拾、分离、收集等多道作业工序，具有作业效率高、瓜籽分离效果好等特点，该机结构紧凑，作业适应性较好；

（2）将捡拾、清理、传输等装置设置为一体，缩小了机具尺寸，使整机结构更为紧凑；

（3）破碎分离装置作业可靠性高，通过螺旋叶片与碎瓜刀的结合，破碎彻底，筛选效率高；

（4）捡拾装置加配了除草器，可减少85%杂草缠绕，在有效提高捡拾效率的同时降低了故障率。